Question

【題目】勞倫斯和利文斯設計出回旋加速器，工作原理示意圖如右圖所示。置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U。若A處粒子源產生的質子在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應和重力的影響。則下列說法正確的是

A. 質子被加速后的最大速度不可能超過2πRf

B. 質子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比

C. 質子第2次和第1次經過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為

D. 不改變磁感應強度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能加速粒子

Answer 1

【答案】AC

【解析】

試題質子處回旋加速器的速度最大，此時的半徑為R，則最大速度為，A對；由，知，則最大動能，與加速電壓無關，B錯；由，則質子第二次和第一次經過D形盒的半徑比為，C對；帶電粒子在磁場中運動的周期與加速電場的周期相等，由知，換用α粒子，粒子的比荷變化，周期變化，回旋加速器需改變交流電的頻率才能加速α粒子，D錯。